科学家根据大脑中识别的面部信息重建3D“人脸”

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近日，来自英国格拉斯哥大学的神经科学家们利用人类大脑在回忆熟人面部时存储的独特信息成功构建出三维面部模型，这在全球尚属首次。

这项近日发表在《Nature Human Behaviour》上的研究将成为我们进一步理解大脑面部识别机制的基石，它将可以被用于人工智能、游戏技术和目击者证词。

格拉斯哥大学的一个科学家团队研究了他们的同事们（总共14人）如何识别其他4位同事的面孔，以确定他们从记忆中识别出哪些特定的面部信息。

为了验证他们的理论，研究人员要求志愿者们比较所有相同年龄、性别或种族的人脸，除了定义他们身份的信息。通过这样做，研究人员能够破解定义视觉识别的代码，并使用计算机程序生成。

然后，他们设计了一种方法，并通过多次试验，确定在个体的记忆中哪些信息对于识别他人是具有特异性的。

研究通讯作者、神经科学与心理学研究所的视觉认知教授Philippe Schyns说：“我们很难理解人们在识别熟悉面孔时在其记忆中存储了什么信息。但是我们开发了一种工具，它给了我们一种方法来做这件事，即通过逆向工程的法，我们可以把表征一个人身份的信息，用数学方法表示出来，然后再用图形化的方式呈现出来。”

图片来源:《Nature Human Behaviour》

研究人员设计了一个三维人脸识别的生成模型，使用了一个由355个三维人脸组成的数据库，根据每个面孔的形状和纹理来描述它。然后，他们将线性模型应用于人脸，以便能够提取如性别、年龄和种族非身份因素的形状和纹理，从而分离出面部的独特识别信息。

在实验中，研究人员要求观察者对记忆中熟悉面孔和随机生成面孔之间的相似性进行评分。这些面孔共享性别、年龄和种族等因素，但具有随机的身份信息。为了模拟这些熟悉面孔的心理表征，研究人员从每个观察者的记忆中估计出形状和纹理的身份成分。

除了进行识别外，研究人员还能利用数学模型通过获取熟悉面孔特有的身份信息并将其与年龄、性别、种族或这些因素的组合相结合来生成新的面孔。

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